Question

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如图，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里，宽度为d=50cm，磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场．边长为l=10cm的正方形线圈，质量为m=100g，电阻为R=0.020Ω．线圈下边缘到磁场上边界的距离为h=80cm．将线圈由静止释放，已知其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度相同．取g=10m/s2．求：
⑴线圈进入磁场的过程中产生的电热Q．
⑵线圈下边缘穿越磁场的过程中，线圈的最小速度v．

Answer 1

（1）由于下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度相同，只有进入磁场过程中产生电热，所以在线框下边缘进入磁场的过程中产生的电热等于损失的机械能，即减小的重力势能。
Q=mgd=0.5J
(2)下边缘刚进入磁场时的速度V1=√2gh=4m/s
产生的电动势E=BlV1=0.4V
I=E/R=20A
安掊力F=BIl=2N
重力G=mg=1N
F>G线框做减速运动,直至线框上边缘进入磁场时速度为最小速度，根据能量守恒有
mgl+(0.5mV1^2-0.5mV2^2)=Q
V2=2√2m/s

Answer 2

2014秋季学期期中质量检测试卷 九年级物理